南海东部海域的沉积作用和物质来源研究

1998年在南海东部海域采集了195个表层和24个柱状沉积物样,对沉积作用和物质来源研究表明:(1)南海东部海域具有典型的边缘海沉积特征,沉积物主要由陆源碎屑、生物碎屑、火山碎屑、浊流沉积物组成,沉积作用具有多样性;(2)黄岩岛以北海区沉积物中基性岩组分含量为23.2%,陆源硅铝质组分含量为76.8%,这两种组分的理论计算值与海底沉积物实际分布相一致;(3)由碎屑矿物分析得出陆源矿物、混合矿物、自生铁锰矿物和中基性火山矿物四种矿物组合区,矿物组成和含量差异反映了物源和沉积环境的变化;(4)对沉积物中大于0.063 mm的物质全组分分析表明,生源组分占66.97%,其中钙质生物含量为23.43%,硅质生物含量为43.54%,钙质生物高值区主要分布在水深小于3 500 m的海区,硅质生物高值区主要分布在水深大于3 500 m的深水区;(5)南海东部海域火山沉积作用明显,海底扩张区沉积物中铜、钡、铁、锰、钴、镍、砷等金属物质分布与海底构造和海底中基性火山活动密切相关;(6)对沉积物粒度、物质组成和生物化石组合分析表明北部陆坡区69柱187.5~190.0,287.5~280.0,377.5~380.0 cm,深海平原区149柱157~187,187~194 cm,南部陆坡区323柱280~350 cm在粒度上表现出浊流沉积特征;(7)对锶同位素物源示踪和粒度、矿物的研究表明,北部陆源碎屑向南一直扩散到约17 N,西吕宋海槽是亚洲大陆物质特别是我国大陆物质向南海东部海域输运的主要通道.     

晚更新世以来北黄海中部沉积物常微量元素的分布及物源识别

通过对北黄海中部DLC70-2孔沉积物常微量元素地球化学研究,分析了其常微量元素地球化学特征,并与周边河流进行了对比,揭示了它的物质来源。结果显示,可将DLC70-2孔岩心划分为6层,它们分别反映了末次间冰期(暖期)晚期以来北黄海海面波动以及沉积物物源的变化。运用因子分析、Na2O/TiO2与K2O/TiO2散点图等方法分析了DLC70-2孔沉积物的物质来源,结果表明该孔沉积物主要来源于黄河,鸭绿江物质对该孔中部及底部沉积物有较明显影响;物源判别指数(PI)揭示DLC70-2孔上部32.10m以上和下部37.60~60.72m沉积物以黄河源为主,32.10~37.60m和底部60.72~70.45m沉积物以鸭绿江源为主。研究表明黄河从晚更新世早期到现代对北黄海中部沉积起着重要作用,而鸭绿江物质在晚更新世早期开始对北黄海中部沉积作用就有明显影响。     

冲绳海槽中段表层沉积物中稀土元素组成及其物源指示意义

冲绳海槽中段表层沉积物主要是由陆源、火山源和生物源物质按不同比例组成的混合物。研究表明,陆源物质(长江和黄河沉积物)稀土总量最高,轻稀土明显比重稀土富集;火山物质(冲绳海槽火山玻璃)具有较明显的正Eu异常且重稀土相对富集;生物源物质(冲绳海槽有孔虫壳)中稀土富集。3种端员物质的稀土元素组成特征存在显著差异,因此,选择合适的稀土元素特征参数——∑LREE／∑HREE、Eu／Sm及MREE／(LREE HREE)可以分别刻画出冲绳海槽沉积物中陆源、火山源及生物源物质的组成特征。通过与前人对研究区物源定性、定量分区的结果对比,验证了利用稀土元素特征参数刻画冲绳海槽混合沉积物物质来源组成的有效性。     

西太平洋新不列颠海沟表层沉积物的地球化学特征及其物源指示

海沟通常拥有全球最深的区域——深渊,由于地理位置、地形地貌和气候等差异,海沟沉积物可能有不同的物质来源。因此,为进一步了解海沟深渊区的物质组成与来源,选取近陆的新不列颠海沟作为研究对象,通过分析其海底表层沉积物的地球化学特征,追踪新不列颠海沟不同水深与区域的沉积物来源。研究发现不论位于半深海、深海,乃至深渊区域,新不列颠"八字型"海沟的表层沉积物主要来自于周边岛屿的火山物质,但"八字型"海沟的西支和东支有差异,西支主要为新不列颠岛东部Rabaul火山和北部火山群及所罗门群岛的火山物质,其中在西支的最北站位新不列颠岛北部火山物质的比例最高。与西支相比,东支还受到了更多来源于TLTF(Tabar、Lihir、Tanga和Feni火山)火山链物质的影响,海沟东西支物源的差异与该地区复杂的洋流密切相关。此外,西支海沟轴部(最底端)站位更多来源于岛屿河流沉积物,受火山物质影响相对较小。     

24ka来冲绳海槽北部沉积物来源的高分辨率常量元素记录

为进一步了解冲绳海槽北部24ka来柱状沉积物的常量元素组成特征及其物源和古环境指示意义,对PC-1孔进行了402个常量元素和粒度及344个浮游有孔虫氧同位素的综合分析,其平均样品分辨率高达百年时间尺度。结果表明:沉积物中的主要常量元素含量表现出明显的3段式垂向变化特征,并记录到了7.3和12.7cal.kaBP时的两次火山事件;物源判别图解及R型因子分析则揭示出主要氧化物含量在垂向上的变化主要受控于附近陆源物质输入,而热液活动和海洋生物沉积作用及火山物质的影响较小。特别是不同陆源物质对研究区的影响表现出明显的变化规律,与海平面波动及对马暖流形成演化间具有良好的耦合关系,但期间的典型古气候事件却并未明显改变沉积物中的陆源物质组成,从而为揭示24ka来冲绳海槽北部地区陆源物质输入演化历史,及其主要控制因素提供了新的高分辨率资料。     

冲绳海槽中部17 000 a以来沉积物中微量元素的组成特征及其对古环境的指示

基于加速器质谱仪AMS14C高精度定年,以及应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对S10孔岩芯沉积物进行微量元素测试,对冲绳海槽中部沉积物的微量元素组成及其记录的物源和古环境信息展开研究。研究结果显示,稀土元素、Th、Nb和Ta元素反映陆源碎屑混合矿物的化学组成特征,Zr和Hf元素指示锆石矿物的化学组成,锆石主要为火山来源,Sc元素可能与铁镁物质有关。稀土元素分析表明沉积物主要由陆源和火山源物质组成,陆源物质主要来自长江和黄河,不同时期,各源区物质贡献量不同:16 500~11 600 a,长江、黄河为沉积物的主要物质来源;11 600~7 750 a,长江物质贡献减少,黄河物质为主;7 750~6 450 a,K-Ah火山物质为主,长江、黄河物质供给骤减;6 450~3 900 a,长江、黄河陆源物质输入增加,4 000 a左右受火山作用影响;3 900~1 900 a,长江、黄河陆源物质输入持续增多;1 900 a以来长江、黄河物质仍有增加,且以黄河物质为主。此外,物源判别公式研究显示台湾物质输入量不能有效反映黑潮演变,而长江、黄河物质输入量对17 000 a以来东亚冬季风的强弱变化有很好的指示,可作为东亚冬季风演变的新证据。这些研究结果表明,冲绳海槽中部微量元素研究可得到海槽17 000 a以来物源及东亚冬季风的演化情况,有助于重建全新世以来沉积物物源及古环境的演变历史。     

渤海沉积物中的矿物组合及其分布特征的研究

海底沉积物中矿物组分的研究对阐明沉积作用的过程具有重要意义。它不仅可以说明沉积物的物质组成、分布规律以及沉积物的物质来源,而且可进一步了解蚀源区的母岩成分及矿物在搬运过程中的变化规律。因此,矿物组合及其迁移变化规律的研究便成为海洋沉积学的重要内容之一。     

中沙群岛附近海域沉积物中的轻矿物分区及物质来源

海底沉积物中的碎屑矿物(粒级为0.063~0.125 mm)的特征及分布样式对于鉴别沉积物的源区具有重要的指示意义.对取自南海中沙群岛附近海域114个表层沉积物样品的轻矿物含量、分布特征和矿物组合进行了研究,在此基础上将本区划分为以下三个矿物组合区:生物碎屑矿物区(Ⅰ)、火山碎屑矿物区(Ⅱ)、混合矿物区(Ⅲ).生物碎屑矿物区(Ⅰ)的矿物组合单一,为生物骨屑矿物.生物骨屑矿物主要来源于中沙环礁,极少量的陆源物质及火山物质可通过悬浮或风等途径搬运进入此区.火山碎屑矿物区(Ⅱ)的轻矿物以褐色火山玻璃为主,火山渣、无色火山玻璃等火山碎屑矿物含量也较高.风化碎屑及陆源碎屑矿物(如石英等)的含量较低.火山渣在本区呈点源式扩散分布.本区矿物组合为褐色火山玻璃-火山渣.此区的物质来源相对复杂,主要来源于原地海山岩石剥蚀风化以及区内可能存在的正在喷发的小型火山物质的风化,周边岛弧火山对其贡献极小.混合矿物区(Ⅲ)的物源丰富,包括生物源、火山源及陆源,该区又可分为两个矿物亚区:东北部混合矿物区(Ⅲ-1),主要的矿物组合包括生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英、长石等,陆源物质来自于我国大陆,陆源物质基本上位于17°N以北;东南部混合矿物区(Ⅲ-2),矿物组合为生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英以及风化碎屑矿物,其中陆源物质可能来自南海南部及西南部大陆中的碎屑矿物,通过发源于大河口的海底峡谷搬运进深海盆.     

南海铁锰沉积物和火山碎屑沉积物特征及其分布规律的研究

铁锰沉积物和火山碎屑沉积物,是南海大陆坡和中央盆地沉积物的重要组分,它们和有孔虫或放射虫构成粗粒沉积物(粒径大于0.063毫米)。研究它们的特征、分布规律,可籍拟探讨其成因、沉积环境、物质来源,对于阐明南海沉积作用具有重要意义。我所1973—1982年于南海中部和东北部海域进行调查时,采集表层沉积物样品,笔者对其中的铁锰沉积物和火山碎屑沉积物进行了初步研究。本文研究的样品共95个。     

冲绳海槽中段末次冰消期以来的元素地层

在对冲绳海槽中段180号岩心进行高分辨率取样的基础上,测定了沉积物中的23个地球化学指标,通过对各元素与Al₂O₃含量的比值在岩心中的垂向变化规律的分析,结合氧同位素、黏土矿物、粒度、AMS14C测年和R型因子分析方法,可将岩心从上至下划分为5层:第1,3,5层具有相似的元素组合特征,第2,4层为明显的异常变化层位,将元素的地球化学行为、元素组合与物质来源联系起来,并与碎屑矿物、古生物资料对比,探讨岩心中元素组合垂向变化的制约因素,据此讨论了冲绳海槽中段末次冰消期以来陆源、火山源及生物源物质的分布规律。结果表明,冲绳海槽中段末次冰消期以来的沉积物来源以陆源物质为主,但在局部层位可因生源组分和火山源组分的强烈影响而发生实质性的变化。     

西菲律宾海晚第四纪沉积地球化学特征

对１９８８对取自西菲律宾海区的３个沉积物柱样进行系统的地球化学研究。结果表明，本区的沉积物属半远洋沉积物，其地球化学特征受控于陆源沉积作用、海洋生物沉积作用和海底火山常积作用。据主要化学元素和ＣａＣＯ５的柱状变化进行地层划分和古气候的恢复，区分出末次冰期的亚间冰期沉积、冰期最盛期沉积和全新世沉积。本区的ＣａＣＯ３变化表现出两种类型，ＷＰ１柱样属大西洋型溶解旋回；ＷＰ２和ＷＰ４０柱样属太平洋型溶解旋     

Geochemistry and environment evolution of Core E in the Laizhou Bay since last stage of Middle Pleistocene

IwrincrIONOn the evolution of palcoenvironment, salt-water encroachmnt and the distributionof subsurface brine in the LaizhOu Bay area, many researches had been carried out, and muchknowledge abeut the gcolOgical features in this area since Late QUaternary was aCquired' ) (H8nand Wu, l992; Han and Meng, l994; Wen et al. l989). However there was IittIe studyon the sediment geOChemical characteristics since Quaternary. In this Paper, the element strati-graphic characteristics and evolut…     

莱州湾E孔中更新世末期以来的地球化学特征

对1994年在莱州湾沿岸所取的E孔(37°07'N,118°55'E,孔深为821m)岩心进行了地球化学研究.用等离子光谱法测量了9个常量元素、15个微量元素和碳酸钙的含量.结果表明,(1)E孔大部分常量元素、微量元素含量、尤其元素特征比值(Mn/Fe,Sr/Ba,Sr/Ca,Ti/Al)在地层分界处都有明显变化,可作为该区第四纪地层划分的重要指标;(2)常量元素含量变化主要受宿主矿物控制,主要反映物质来源,同时也反映沉积作用和沉积环境,Fe,Al,Ca,Mg,Mn,Ti对物源和环境反映较为敏感;(3)微量元素在中更新世末期、最后间冰期、最后冰期和全新世四个不同沉积时期分布特征不同,尤其在气候“冷期”和“暖期”有不同分布规律;大多数微量元素含量变化旋回曲线之“波谷”对应着沙层沉积,有6个沙层代表“暖期”沉积,1个沙层代表“冷期”沉积;(4)E孔在冰期低海面时期风成粉砂沉积中碳酸钙含量偏高,间冰期时海侵沙层中碳酸钙的含量偏低,碳酸钙含量变化与粒度和沉积物类型有关,对气候、环境和地层划分有良好的指示.     

深圳湾北岸新民孔的Q_3~3-Q_4~1气候记录

对深圳湾北岸新民钻孔岩心沉积物中铁、钒元素、矿物鉴定的伊利石以及生物指标贝类介壳揭示的环境特征资料进行了分析,研究初步表明,该钻孔岩心沉积物理深12．12～10．91m层段的杂色花斑粘土中存有晚更新世晚期至早全新世气候波动的记录。钒元素和伊利石分析也得到了相应的证实。所记录的短期降温和升温事件可能表明,在第四纪末次冰期-冰消期中,气候曾强烈波动,并逐渐由晚冰期向冰后期过渡。这对研究晚武木冰期最低海面时期以来,海面回升及晚更新世晚期／早全新世的古环境方气候影响提供有价值的资料。     

现代黄河三角洲ZK226孔岩心~(210)Pb、Al、Fe、Mn和Cu的地球化学

现代黄河三角洲ZK226孔岩心的~(210)Pb、Al、Fe、Mn和Cu的地球化学表明,沉积物的粒度是控制上述元素的主要因素,这些元素与粒度的相关性是~(210)Pb>Fe>Al>Mn>Cu。粘土和Fe的水合氧化物是吸附~(210)Pb的主要组分。标准化后的~(210)Pb_ex,与Al、Fe,Mn和Cu的比值对黄河中上游流域的土壤侵蚀情况具有良好的指示意义,这为建立黄河中上游流域的土壤侵蚀模式打下了必要的基础。     

南黄海近岸沉积物的某些地球化学特征

本文分析了南黄海近岸沉积物中P_2O_5,CaCO_3、有机碳及一些金属元素的地球化学特征;探讨了这些特征与沉积物类型、水动力状况、入海河流、生物活动及沉积环境的关系。     

中太平洋北部锰结核的主要元素化学

本文测定了中太平洋北部锰结核的主要化学元素的含量。研究表明,元素的含量分布与组成锰结核的主要矿物有关;与共生元素及渗入锰结核中的粘土矿物和其他碎屑矿物有关。文中还指出了锰结核中富Mn贫Ca,沉积物中富Ca贫Ti,而沉积物对Ca的富集又与海洋生物相关。同时说明,Mg在锰结核与沉积物之间的交换比例约为1∶1。锰结核区的海水深度、pH和Eh值的大小对锰结核的形成产生重要影响。     

湄州湾沉积物地球化学特征

根据湄州湾表层沉积物70个样品18个化学成分的分析结果,得出:本海区沉积物属于海相陆源物,其中细颗粒主要来自台湾海峡,粗颗粒来自当地陆域;化学成分含量按聚类分析,可归为三组:粘土矿物组、碳酸盐组和分散组,微量元素Zn,Cr,Be,Cu和Sr的含量与地壳及台湾海峡相似,但低于胶州湾,说明该海区污染很少。     

黄河贯通时间的新探索

石化2井钻孔的元素地球化学研究表明，现代黄河三角洲地区元素组成具有明显的规律性，与现代黄河沉积物元素组成相比，埋深233m之上的沉积物中大多数元素含量及元素之比与之接近，而233m之下的沉积物元素组成则明显偏离黄河物质的化学组成。上部与下部沉积物的元素组成明显不同。差别函数及物源指数计算结合岩性、粒度分析揭示，黄河物质在该地区的影响深度可达233m左右，因此，推测大致在早更新世时黄河贯通并流进华北平原的现代黄河三角洲地区。     

北部湾VI钻孔岩芯的重矿物组合研究

本文对北部湾XI钻孔岩芯中各种沉积相中的重矿物组合分别作了研究,结果表明,在湖相沉积物中自生黄铁矿物含量高,滨海相沉积物中稳定矿物(钛铁矿、电气石、锆石)特别富集,浅海相沉积物中则出现大量的自生海绿石,由此说明,重矿物组合的研究对阐明沉积相是有其重要意义的。